内卡式千斤顶张拉施工工艺工法

内卡式千斤顶张拉施工工艺工法 （QB/ZTYJGYGF-QL-0907-2013） 物贸公司 洪志军 1 前言 1.1 工艺工法概况 预应力施工机具选择时，主要有以下两种方案： 1 选用普通穿心式千斤顶，该类型的千斤顶目前普遍使用，操作简便。工具锚 位于千斤顶后端，使工作锚外预留的钢绞线长度较长。 2 选用新型内卡式千斤顶，活塞伸出长度在千斤顶前端测量，工具夹片外露量 在千斤顶后端测量，因工具锚位于千斤顶前端，使工作锚外需要预留的钢绞线较短。 本工法以制梁场为依托，针对预应力筋张拉特点，给预应力筋施加预拉力，通 过锚具传递给混凝土构件，使混凝土产生预应力。因预应力筋价格昂贵，工程用量 大，为降低企业施工成本，对施工方法进行优化，采用缩短锚外钢绞线外露长度的 内卡式千斤顶，降低材料损耗。 1.2 工艺原理 内卡千斤顶采用“活塞静止，缸体活动”的结构形式，具有连续跟进、重复张 拉的性能。张拉过程中，千斤顶活塞和张拉延长套组成不动体，外缸套、穿心套、 工具锚组成运动体，当运动体相对不动体向外移动时，工具锚、工具夹片夹持钢绞 线进行张拉。在达到所需的预应力值时，运动体复位，工作夹片、工作锚自动锚固， 此时工具夹片不再受外力作用，完成张拉过程。 2 工艺工法特点 采用内卡式千斤顶进行张拉作业，锚外钢绞线预留长度比采用普通穿心式千斤 顶可缩短约 50%，降低了成本。 3 适用范围 1 本工艺工法适用于批量生产后张法预应力混凝土简支梁。 2 其他后张法预应力钢绞线张拉施工中也可参考使用。 4 主要引用标准 客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件铁科技2004120 号 铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件 （TB/T3193） 铁路混凝土工程施工技术指南铁建设（2010）241 号 高速铁路桥涵工程施工技术指南铁建设（2010）241 号 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准 （TB10752 ） 铁路混凝土工程施工质量验收标准 （TB10424） 5 施工方法 预应力张拉过程分 5 个阶段：初始应力阶段、张拉阶段、控制应力阶段、自锚 阶段、油缸回程阶段。 内卡式千斤顶张拉施工主要有以下几个步骤：安装工作锚、安装限位板、安装 内卡式千斤顶、安装工具夹片、张拉、伸长值测量等。 钢绞线外露长度的要求：以预制梁为例，锚外钢绞线长度 40cm。 6 工艺流程及操作要点 6.1 工艺流程图（见 6.1-1 工艺流程图） 钢绞线下料穿束原材料检验合格 孔道清理 混凝土达到设计强度 安装工作锚、工作夹片 安装限位板测量钢绞线直径 安装千斤顶 安装工具夹片 张拉 孔道、锚具、千斤顶三同心 伸长值测量 伸长值偏差符合要求 回油锚固 测量锚具回缩量 千斤顶回程 张拉双控 3 6.1-1 工艺流程图 6.2 施工步骤 6.2.1 安装工作锚 清除锚垫板下水泥浆，将钢绞线逐根对孔穿入工作锚中，同时安装工作夹片， 用钢管将工作锚夹片打紧，安装时必须使工作锚落入锚垫板止口中，并与孔道轴线 同心。 6.2.2 安装限位板 工作锚安装后安装张拉限位板，在安装限位板时根据该片梁使用的钢绞线直径 来选择相应槽深的限位板。 6.2.3 安装千斤顶 安装千斤顶应确保孔道、工作锚和千斤顶中心同线。为方便工具锚拆卸，千斤 顶预先出顶 23cm。因预制梁锚穴口直径较小，需在限位板与千斤顶缸体间安装一 个延长套，延长套的强度和尺寸符合张拉要求。千斤顶安装结构图如图 6.2.3 千斤顶 安装结构图。 图 6.2.3 千斤顶安装结构图 1、钢绞线 2、工作锚 3、工作夹片 4、限位板 5、延长套 6、对中环 7、密封圈 8、进油口 9、工具锚 10、工具夹片 11、缸体 12、内缸套 13、回油口 14、外缸套 6.2.4 安装工具夹片 工具锚安装于千斤顶前端，精确对中，钢绞线须在工作锚与工具锚之间顺直无 扭结。工具锚夹片安装完成后，用特制的套管轻轻挤推工具夹片，使其进入工具锚 环内，并使端部整齐，外露长度基本一致。为使工具锚拆卸方便，可在工具锚夹片 与锚环之间垫入塑料布或涂少许润滑脂。 6.2.5 张拉 以上工作全部结束后施加预应力，使千斤顶受力并与梁端锚穴面垂直，再次检 查锚具、千斤顶、孔道三者轴心是否同心，有偏差时应用手锤轻击锚环调整位置， 检查合格后，施加预应力。 张拉分为 5 个过程：初始应力阶段、张拉阶段、控制应力阶段、锚固阶段、油 缸回程。 6.2.6 伸长值测量 为便于测量和确保测量的准确性，每个测量人员应配备两种测量工具，钢板尺 和深度游标卡尺。油顶伸长量采取钢板尺测量，夹片外露量采用深度游标尺进行测 量。测量夹片外露量时，测量人员应从侧面斜视、顺缸套内侧插入深度尺，禁止身 体任何部位侵入钢绞线圆弧半径内，确保张拉作业安全。 6.3 施工操作要点 1 根据不同规格的张拉锚具，应选择配套的工具锚、限位板，把工具锚旋入穿 心套的内螺纹上，旋到底后再回旋 1/41/3 圈，将工具锚孔位置与工作锚孔位置相 对应。 2 检查钢绞线外露长度是否满足要求，钢绞线头是否有散头现象，避免造成千 斤顶安装困难。 3 检查油泵的运转情况和千斤顶的液压油管安装是否正确，接头处应牢固，不 得有漏油现象。 4 如钢绞线束较长，一次张拉达不到设计要求的应力和应变，必须进行二次张 拉。 5 安装千斤顶前，在延长套安装后再安装一个锚具，使钢绞线按照孔位均匀布 5 置，以便钢绞线快速穿入工具锚。 6 安装工具夹片时，把工具夹片敲紧，同时检查限位板、延长套、千斤顶等是 否入槽，中心线是否在一条直线上，否则应重新调整，重新调整后应再次检查工具 夹片有无松动现象。 7 张拉应同步进行，张拉过程中应有一名油泵司机负责指挥，油泵司机根据指 挥者的口令控制加载速度，确保张拉同步进行，张拉不同步率应控制在10%范围。 8 预应力张拉以油表读数为主，伸长值进行校核。张拉过程应确保张拉伸长值 偏差在6%范围内。当伸长值偏差超过6%时，停止张拉待查明原因并处理后，方可 继续张拉。 7 劳动力组织 完成张拉所需人数为 10 人，具体见表 7-1 劳动力配备表（以双线箱梁为例） 表 7-1 劳动力配备表 操作人员 人数 油泵操作司机 4 千斤顶安装人员 4 现场技术人员 2 8 主要机具设备 完成张拉所需设备见表 8-1 主要机具设备表（以双线箱梁为例） 表 8-1 主要机具设备表 机具设备名称 数量 液压泵站 4 台 内卡式千斤顶 4 台 张拉操作平台架 4 套 千斤顶导向架 4 副 9 质量控制 9.1 易出现的质量问题 1 预应力钢束张拉时，钢束伸长值超了规定的允许偏差范围。 2 因操作不当，造成断丝、滑丝等现象。 9.2 质量保证措施 1 严格控制预应力管道位置，其偏差不大于 4mm。增加定位网的刚度，并将定 位网焊接在梁体钢筋上，减少定位网设置误差和移动量，在制孔胶拔管中穿入一根 75 钢绞线作芯棒，解决梁体混凝土浇筑时管道局部上浮以保证管道坐标位置正确。 2 预应力钢绞线在使用前必须按实测的弹性模量进行计算。 3 根据规范要求进行管道摩阻、喇叭口摩阻测试，根据测试结果及时调整张拉 力及理论计算伸长值。 4 对滑断丝的处理： （1）在滑丝的另外一端用单孔连接器将钢绞线接长至露出千斤顶端面 30cm 左 右。 （2）用一块尺寸为 450mm60mm40mm 且中心钻有直径 20mm 孔的钢板， 使钢绞线穿过钢板中心孔。 （3）用单根张拉的 25 吨千斤顶对该钢绞线进行张拉放张，随着活塞的伸长， 工具夹片逐渐从工具锚孔内随钢绞线向外移动。 （4）用钢绞线料头中钢丝做的钩子缓慢将工具夹片钩出工具锚孔外。 （5）缓慢的将 25 吨顶回油，放松钢绞线；更换滑丝的工作夹片重新张拉。 （6）如工具夹片滑丝而工作夹片没有，回油后更换新的工具夹片进行补张或全 部放张后再重新张拉。 10 安全措施 10.1 主要安全风险分析 内卡式千斤顶测量活塞伸出量、夹片外露量时较为繁琐，测量夹片外露量过程安 全风险较大。 10.2 保证措施 每个测量人员配备两种测量工具，油顶伸长量采取钢板尺测量，夹片外露量采用 专门深度尺进行测量，测量夹片外露量时，要求测量人员从侧面斜视、顺缸套内侧 插入深度尺，禁止身体任何部位侵入锚具圆弧半径内。 11 环保节能措施 通过采用内卡式千斤顶，降低了锚外钢绞线长度，降低了钢材的使用，节省了能 7 源。降低了因钢材生产所产生的废气废渣对环境的污染。 施工中严格控制钢绞线下料长度，制作钢绞线下料定位套，以准确控制钢绞线锚 外预留长度，减小下料误差造成的材料浪费。 12 应用实例 12.1 工程简介 中铁一局集团物资工贸公司兴平制梁场承担西宝铁路客运专线 995 孔箱梁预制任 务，根据需要分别设置兴平东梁场和兴平西梁场，箱梁采用【通桥（2008）2322A 】 系列图。 中铁一局集团物资工贸公司南充制梁场承担兰渝铁路 1542 孔 T 梁预制任务，T 梁采用【通桥（2005）2101】系列图。 12.2 工程结果评价 12.2.1 经济效益 箱梁：采用普通的穿心式千斤顶，梁端孔道外需预留 80cm 钢绞线，而使用前卡 式千斤顶，梁端孔道外仅需预留 40cm 长钢绞线，单个孔道可节约钢绞线（80-40） 2=80cm，每孔 32m 箱梁共计钢绞线 246 根（密度：1.101kg/m，单价：5.5 元/kg） ， 总共可节约（80100）2461.1015.5=1191.72 元。 T 梁：采用普通的穿心式千斤顶，梁端孔道外需预留 70cm 钢绞线，而使用前卡 式千斤顶，梁端孔道外仅需预留 38cm 长钢绞线，单个孔道可节约钢绞线（70-38） 2=64cm，以 2201 型 32m 梁为例，单片梁穿束 73 根钢绞线（密度：1.101kg/m，单 价：5.5 元/kg） ，总共可节约（64100）731.1015.5=282.91 元。 12.2.2 社会效益 通过采用内卡式千斤顶，钢绞线锚外预留长度比采用传统的穿